Allgemein

Wir unterscheiden:

1. induktive Blindwiderstände ( = Spule)
2. kapazitive Blindwiderstände ( = Kondensator)

Spulen

Spulen sind Induktivitäten (Formelzeichen L). Ihre Eigenschaften hängen von der quadratischen Windungszahl (aufgewickelter Kupferlackdraht) und dem magnetisierten Kern (Spulenfaktor AL = Herstellerangabe) ab.

Es gibt viele Bauarten:

1. Ringspulen
2. Formspulen

Kernmaterial ist

1. geschichtetes (lamelliertes) legiertes Eisenblech
2. Ferritkern

Ferritkerne können beliebig ausgeführt werden.

Formkerne	Ringkerne

Was sind nun Induktivitäten ?

Der Wert der Induktivität ergibt sich aus: \( L = N^2 \cdot A_L \)

1. N .... die Windungszahl der Spule
2. A_L ... Die Spulenfaktor des Kernes (Vom Hersteller angegeben, damit man nicht soviel rechnen muss.)

Wie wirkt die Induktivität einer Spule?

In einer Spule wird Energie in Form eines magnetischen Feldes gespeichert. Wenn sich der Strom ändert, wird in der Spule eine Spannung induziert, damit sich der Energiezustand nicht ändert. Dieser Vorgang wird mit dem Begriff Selbstinduktion überschrieben.

Die Selbstinduktionsspannung ist der Netzspannung entgegengerichtet.

Die Größe der Selbstinduktionsspannung hängt von der Stromänderungsgeschwindigkeit und dem magnetischen Kreis (=Induktivität) ab. In Formelschreibweise lautet das so: \( U_L = -L \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t} \)
Eine Spule besitzt also die \(Induktivität\) von \(L = 1 Henri\), wenn sie bei der Stromänderung \( \frac{\Delta I}{\Delta t} \) also eine \( \frac{1A}{1s} =\) 1 Ampere in 1s die Selbstinduktionsspannung \(U_L = 1 Volt\) erzeugt.

Bei der Spule eilt der Strom der Spannung um 90° elektrisch nach. Das wird im folgenden Liniendiagramm dargestellt:

Ein Merkspruch lautet: „Induktivitä...t Strom zu spä...t“

Zahlenspiel

Induktiver Blindwiderstand X_L

Er ist

1. die Ursache der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung
2. ein Wechselstromwiderstand
3. frequenzabhängig

.

Zahlenspiel

Kondensatoren

Bauformen

Wir unterscheiden

• Wickelkondensatoren (Papier- oder Folienkondensator)
• Schichtkondensatoren
• Keramikkondensatoren und
• Elektrolytkondensatoren

Metall-Papier-Kunststofffolienkondensatoren

... sind bei Kurzschlüssen zwischen den Metallschichten selbstheilend.

Wickelkondensator

Elektrolytkondensatoren

Elektrolytkondensatoren sind gepolte Kondensatoren. Sie besitzen einen "+" - und einen "-" - Anschluss. Bei falschem Anschluss werden sie zerstört.

Superkondensatoren

... sind durch elektrochemische Prozesse im Elektrolyten den Akkus ähnlich aber wesentlich schneller geladen.

Was sind Kapazitäten?

Der Wert der Kapazität ergibt sich aus: \( C = \varepsilon \cdot \frac{A}{d} \)

1. ε .... die Dielektrizitätszahl sagt aus, um welchen Faktor ein Kondensator seine Kapazität vergrößert, wenn zwischen den Platten ein anderer Isolator als Luft verwendet wird.
2. A ... Plattenfläche
3. d ... Plattenabstand

Zwei großflächige Platten im Abstand d und einer Zwischenisolierung (= Dielektrikum) mit der Dielektrizitätszahl ε werden als Kapazität bezeichnet.

Die Einheit der Kapazität ist 1 Farad (1F).
Für die Kapazität ergeben sich sehr kleine Werte, darum wird praktisch meistens die Einheit μF geschrieben.

Zahlenspiel

Wie wirkt die Kapazität eines Kondensators?

In einem Kondensator wird Energie in Form eines elektrischen Feldes gespeichert. Wenn ein Strom fließt, wird im Kondensator elektrische Ladung gespeichert. Weil die Leiter gegeneinander isoliert sind, kann sich der Ladungsunterschied im Kondensator nicht ausgleichen. Es bleibt ein Ladungsunterschied zwischen den Platten bestehen, was wir als Spannung bezeichnen.

Man spricht vom Aufladen eines Kondensators mit einer Ladespannung, wobei der Ladestrom fließt.

Die Größe der Spannungsänderung hängt vom Ladestrom und der Elektrischen Feldstärke (= Kapazität) ab. In Formelschreibweise lautet das so: \( I_C = C \cdot \frac{\Delta U}{\Delta t} \)
Ein Kondensator besitzt die \(Kapazität\) von \(C = 1 Farad\), wenn er bei der Sannungsänderung \( \frac{\Delta U}{\Delta t} \) also bei \( \frac{1V}{1s} =\) 1 Volt in 1s den Ladestrom \(I_C = 1 Ampere\) benötigt.

Beim Kondensator eilt der Strom der Spannung um 90° elektrisch vor. Das wird im folgenden Liniendiagramm dargestellt:

Ein Merkspruch lautet: „Kondensato...r Strom eilt vo...r“

Kapazitiver Blindwiderstand X_C

Er ist

1. die Ursache der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung
2. ein Wechselstromwiderstand
3. frequenzabhängig

.

Zahlenspiel